中厚板板形与板凸度控制.doc

1 板型的基本概念
板型直观上是指板带的翘曲程度,其实质是指钢板内部残余应力分布。
钢板横断面外形
板带产品的断面形状可以描述为产品横断面的轮廓(如图1所示),此轮廓由一系列指定点上或指定增量点上的厚度测量值来定义。
图1 钢板的横断面示意图
影响轧件断面几何形状的因素
当轧件只受塑性变形压缩时,轧制后没有弹性变形恢复。这种情况下,轧件断面形状完全由辊缝形状所决定。影响辊缝形状的四个因素是:轧辊的垂直位移、轧辊的水平位移、轧辊热凸度和轧辊磨损。
(1)轧辊的垂直位移。引起垂直面上轧辊位移的因素有:
:它是因轧制负荷和轧制热而产生的,包括轧辊在的轧机部件的伸长和压缩的结果。
:这是由轧制负荷和垂直方向上轧辊弯曲液压缸产生的力引起的。
。
。
(2)轧辊的水平位移。可能引起水平面上轧辊位移的因素有
,该工作辊中心线偏离相邻支撑辊轴承中心线。
。
。
(3)轧辊热凸度:轧辊热凸度定义为轧制期间由于轧辊受热和冷却造成的轧辊直径的增量,某些情况下,轧辊热凸度是通过预热轧辊有意施加的。
(4)轧辊磨损:轧辊磨损指由于研磨、腐蚀、及粘着磨损而造成的逐渐损伤。
断面形状要素的定义
平板的断面形状通常描述为:中心厚度、边部厚度、水平度、楔形、凸度、边部减薄等。
(1)中心厚度H:中心厚度H是指轧件中心线处的厚度。
(2)边部厚度HI、HJ:边部厚度是指距边部一定距离的测量值,~19mm,L一般为50~75mm。
传动侧为。
操作侧为。
(3)倾斜量:它由传动侧和操作侧的厚度差来决定:
(4)楔形:传动侧和操作侧的楔形分别为:
传动侧楔形:
操作侧楔形:
(5)凸度:凸度定义为中心厚度H和指定的边部厚度之差。以下划分四种形式的凸度:
中心凸度或整体中心凸度为:
局部凸度等于:
传动侧凸度等于:
操作侧凸度等于:
(6)边部减薄:边部减薄定义为边部厚度HI和HJ之差,以下描述三种形式的边部减薄:
平均边部减薄:
传动侧边部减薄:
操作侧边部减薄:
产生不良平直度的原因
板带材平直度或板形是可测量的参数,它们可以表征浪形或瓢曲是否存在以及其大小和在轧件上的位置。
热轧和冷轧板带材的不良平直度或板形由横截面上的不同延伸引起。这些差异产生了板带材的内部应力。事实上引起这些板形缺陷的应力可能是压应力或切应力。压应力产生与板带材宽向平行的瓢曲。这些板形缺陷定义为边浪、中波和两肋浪。切应力引起与板带材横向斜交分布的瓢曲,形成所谓的人字形缺陷。
当外张力作用于班带材时,外部张力应力与内部应力结合。结果,板带材中的压应力减弱,得到好的板形。板带材的延伸差异是由于板带材与有载辊缝形状局部不匹配引起的。边浪和中浪归于板带材和轧辊凸度上的差异。因此,板形上较复杂的凹凸不平是由于轧辊磨损、温度不均、来料有隆起、板带材金相不均、润滑不均匀等引起的。
带材板形缺陷的形式
就板形控制而言,通常考虑如下图所示四种主要形式的板带材板形。
:理想的板形指的是当带材横向内部应力相等时的纯理论情况。这种理想的平整板形在外张力去除并将带材切成条后仍然保持着。
:潜在的板形相当于带材横向内部应力不等,但带材的截面模数又大得足以抵抗瓢曲变形时的情况。具有潜在板形的带材没有外部张力时是平直的。然而,切成条的带材,释放了潜应力,形状就参差不齐了。
:当带材横向内部应力不相等,同时带材的截面模量不能大到足以抵抗瓢曲变形时,出现表现的板形,导致局部的弹性瓢曲。在适当的外张力下,整体压应力可以减弱到表现的板形转化成潜在的板形水平上。另一方面,除去外部张力并切成条,就会显示出表现的板形。
:双重的板形是带材的一部分具有潜在的板形,而另一部分具有表现的板形的情况。带材的一侧边浪或四分之一瓢曲是这种板形形式的典型例子。
影响带材板形的主要因素
影响板形的主要因素可分为内因(金属本性)和外因(轧制条件)。
金属本身的物理性能(例如硬化特性,变形抗力)直接影响轧制力的大小,因而与板形密切相关。金属的几何特性,特别是板材的宽厚比,原料板凸度是影响板形的另一个重要因素。
轧制条件的影响更为复杂,它包括更为广泛的内容。凡是能影响轧制压力及轧辊凸度是的因素(例如摩擦条件、轧辊直径、张力、轧制速度、弯辊力、磨损等)和能改变轧辊间接触压力分布的因素(例如轧